JP4204519B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の排気を浄化する浄化機構を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
内燃機関には、その排気通路に触媒等の浄化機構を設け、この浄化機構により排気を浄化する装置が一般に設けられている。こうした浄化機構には、その長期使用に伴って粒子状物質（ＰＭ）や硫黄成分が徐々に付着し、その機能が低下する傾向がある。このため、浄化機構に対して燃料を添加し、こうしたＰＭや硫黄成分を燃焼させ除去することにより、その機能を再生する再生処理が定期的に行われる。
このような再生処理、即ち燃料添加に際しては、例えば排気通路に設けられた燃料添加弁から排気通路に燃料を所定の圧力をもって噴射するようにしている。ここで、燃料添加弁から常時燃料を噴射した場合には、ある気筒の排気行程から次の気筒の排気行程までの期間に、燃料が浄化機構に触媒まで運ばれることなく排気通路内に滞留し、同排気通路の壁面に付着する等の問題が生じる。
そこで、こうした問題を解決するために、気筒からの排気に同期させて燃料を添加する装置が知られている（特許文献１）。この装置では、内燃機関のクランク角位相に同期させることにより、排気弁の開弁時期、即ち排気が気筒から排出されるタイミングに合わせて燃料を排気通路に噴射するようにしている。
特開２００２−１０６３３２号
ここで、触媒等の浄化機構についてその再生を良好に行うためには、添加された燃料が排気流によって適切に浄化機構に供給されるのが望ましい。この排気通路における排気流は通常複数の気筒から排出された排気の影響を受ける。このため、特定気筒における排気弁の開弁時期に合わせて燃料添加時期を設定したとしても、必ずしもこれが排気通路における排気流の状態に見合ったものになるわけではない。特に、複数の気筒から排出される排気が集合する集合排気通路においてはこうした傾向が顕著になる。
この点、上記従来の装置では、単に排気弁の開弁時期に合わせて燃料添加時期を設定しているため、確かに間欠的に燃料を噴射することができるようになるものの、その添加時期が排気通路への壁面付着を抑制しつつ、排気浄化機構に対して適切に燃料を供給するという点においては改善の余地を残すものとなっていた。
本発明の目的は、排気通路の浄化機構に燃料を添加してその機能を再生するに際して、その添加燃料が排気通路の壁面に付着するのを抑制しつつ、好適に添加燃料を浄化機構に供給することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、排気通路の浄化機構に燃料を添加してその機能を再生する内燃機関の排気浄化装置において、前記排気通路に設けられ同排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づき前記燃料の添加時期を制御する制御手段とを備えるとともに、同制御手段は前記センサの検出結果に基づいて前記排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期に前記燃料の添加時期を設定することを要旨とする。
同構成によれば、排気通路に流れる排気の流量又はその相関値を排気通路に設けられたセンサにより検出し、浄化機構に対する燃料の添加時期をその検出結果に基づいて制御するようにしている。従って、排気通路を流れる排気の流量が機関運転状態に応じて多様に変化する場合であっても、その流量を適切に把握した上で添加時期を設定することができ、排気の流勢によって添加燃料を好適に浄化機構に対し供給することが可能になる。その結果、添加燃料が排気通路の壁面に付着するのを抑制しつつ、浄化機構の機能を好適に再生することができるようになる。
さらに、同構成では、排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期、即ち排気流量が極大となるときに燃料添加が行われるため、浄化機構の機能をより好適に再生することができるようになる。
尚、このように排気流量が極大となる時期と燃料添加時期とを等しく設定する他、センサと燃料の添加位置とが離間して設定されている場合には、排気の流動を考慮して燃料添加時期を設定するようにしてもよい。
尚、浄化機構に対する燃料の添加は、例えば内燃機関の各気筒に設けられている燃料噴射弁から排気行程中に燃料を噴射することにより行うことができるが、内燃機関の排気通路において浄化機構の上流側に設けられた燃料添加弁によって行うこともできる。このように各気筒の燃料噴射弁とは別に燃料添加弁を設けることにより、各気筒に燃料噴射を行うことによる制約を受けることなく、同燃料噴射とは各別に浄化機構への燃料添加を行うことができるようになる。
請求項２に記載の発明は、排気通路の浄化機構に燃料を添加してその機能を再生する内燃機関の排気浄化装置において、前記排気通路に設けられ同排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づき前記燃料の添加時期を制御する制御手段とを備えるとともに、同制御手段は前記検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期と前記燃料の添加時期との間に時間間隔を設けることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記燃料添加は内燃機関の排気通路において前記浄化機構の上流側に設けられた燃料添加弁により行われ、同燃料添加弁は前記排気通路において前記センサの下流側に設けられるものであり、前記制御手段は前記燃料添加弁による燃料の添加時期を前記検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期よりも遅い時期に設定することを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記燃料添加は内燃機関の排気通路において前記浄化機構の上流側に設けられた燃料添加弁により行われ、同燃料添加弁は前記排気通路において前記センサの上流側に設けられるものであり、前記制御手段は前記検出される排気の流量についてその変動傾向を学習するとともに前記燃料添加弁による燃料の添加時期をその学習結果に基づいて同排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期よりも早い時期に設定することを要旨とする。
これら請求項３又は請求項４記載の構成によれば、燃料が添加される位置とセンサとの配置間隔を考慮して燃料添加を行うことができ、その添加時期をより適切な時期に設定することができるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の浄化装置において、前記センサにおいて検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期と前記燃料添加時期との間に時間間隔を設け、前記制御手段は、機関回転速度及び吸気量に基づいて予測排気流量を算出し、同予測排気流量と、前記センサ及び燃料添加弁の間の距離とに基づいて前記時間間隔を決定することを要旨とする。
このように前記排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期と燃料添加時期との間に時間間隔を設ける場合には、その排気の流量を更に考慮することが望ましい。具体的には、機関回転速度や吸気量、或いはそれら双方に基づいて排気流量を予測し、この排気流量、即ち排気の流れる速度と、燃料が添加される位置と燃料添加弁までの距離とに基づいて上記時間間隔を算出することにより、一層適切な時期に燃料添加を行うことができるようになる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の浄化装置において、前記制御手段は前記センサの検出結果に基づいて排気の流量が所定量以上であるか否かを判断するとともに、前記燃料の添加時期を前記排気の流量が所定値以上である期間に設定することを要旨とする。
同構成では、燃料の添加時期を排気流量が所定値以上である期間に設定するようにした。排気流量が十分に多い場合に燃料の添加を行うことにより、浄化機構の機能をより好適に再生することができ、燃料の壁面付着についてもこれを好適に回避することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記センサは前記排気通路を流れる排気の温度を前記流量の相関値として検出するものであることを要旨とする。
一般に、排気の流量が多いときほど排気温度が高くなる傾向がある。また、こうした流排気量と検出温度との関係については、これを実験等を通じて予め求めることができる。上記構成によれば、この傾向を利用することにより、排気の流量を検出することができる。
また、上記浄化触媒としては、例えば、請求項８記載の発明によるように、還元触媒や、或いは請求項９記載の発明によるように、排気中の粒子状物質、いわゆるＰＭを捕捉するフィルタ等がある。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記浄化機構は還元触媒であることを要旨とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記浄化機構は排気中の粒子状物質を捕捉するフィルタであることを要旨とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記センサは前記内燃機関の各気筒の排気が集合する集合排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するものであり、前記燃料添加は前記集合排気通路内になされることを要旨とする。
各気筒の排気が集合する集合排気通路では、各気筒から間欠的に排出される排気が合流しそれらが重畳するため、その流動状態が複雑になる傾向がある。この点、請求項１０に記載の構成では、集合排気通路の排気流量を検出するとともに、燃料添加時期をその検出結果に基づいて制御するようにしている。従って、上記のように、排気の流動が複雑になる集合排気通路においても、その排気流動状況を把握した上で適切な添加時期を設定することができる。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記内燃機関はＶ型の気筒配列を有するものであり、前記集合排気通路は前記内燃機関の左右バンクに対応して各別に設けられ各バンクの気筒の排気が集合するものであることを要旨とする。
同構成によれば、左右バンクの各集合排気通路にそれぞれ燃料を添加する必要があるが、この燃料添加に際して共通の燃料昇圧源を使用する場合であっても、請求項１〜１１の構成を採用することにより、適切な添加時期を設定することができる。従って、添加時期の重なりを極力回避することができ、燃料昇圧源の大型化や燃料を添加する際における噴射圧の低下を抑制することができるようになる。
（第１の実施形態）
以下、この発明の第１の実施形態について図１〜４を参照して説明する。
図１は、内燃機関１０及びその周辺機構の概略を示している。図１に示すように、内燃機関１０は、Ｖ型の気筒配列を有し、それら第１のバンク（右バンク）１２Ｒ及び第２のバンク（左バンク）１２Ｌにはそれぞれ４つ、合計８つの気筒＃１〜＃８が設けられている。これら気筒＃１〜＃８には燃料を噴射供給する燃料噴射弁１４がそれら各気筒＃１〜＃８にそれぞれ対応して設けられている。
第１のバンク１２Ｒ及び第２のバンク１２Ｌの各気筒＃１〜＃８には、吸気マニホールド３０を介して第１及び第２の吸気管２０Ｒ，２０Ｌがそれぞれ接続されている。各吸気管２０Ｒ，２０Ｌを通じて吸入された吸入空気は、吸気マニホールド３０内を通じて各バンク１２Ｒ，１２Ｌの気筒＃１〜＃８に分配される。これら吸気管２０Ｒ，２０Ｌ及び吸気マニホールド３０により吸気通路が構成されている。
第１のバンク１２Ｒ及び第２のバンク１２Ｌの各気筒＃１〜＃８には、排気マニホールド４２Ｒ，４２Ｌを介して第１及び第２の排気管４０Ｒ，４０Ｌがそれぞれ接続されている。各気筒＃１〜＃８から排出された排気は排気マニホールド４２Ｒ，４２Ｌから各排気管４０Ｒ，４０Ｌに排出される。これら排気管４０Ｒ，４０Ｌ及び排気マニホールド４２Ｒ，４２Ｌにより排気通路が構成されている。
また、内燃機関１０の各バンク１２Ｒ，１２Ｌにはそれぞれ過給機２４Ｒ，２４Ｌが設けられている。これら過給機２４Ｒ，２４Ｌにより排気の流動力を利用した吸気の過給が
行われる。各吸気管２０Ｒ，２０Ｌにおいて、これら過給機２４Ｒ，２４Ｌ側には各気筒＃１〜＃８に導入される吸入空気の量を検出するエアフローメータ７２Ｒ，７２Ｌがそれぞれ設けられている。
更に、排気管４０Ｒ，４０Ｌには、過給機２４Ｒ，２４Ｌの下流側に浄化機構４４Ｒ，４４Ｌが設けられている。これら浄化機構４４Ｒ，４４Ｌはその内部に還元触媒及びフィルタ（いずれも図示略）を有している。この還元触媒を通じて窒素酸化物（ＮＯｘ）が浄化され、またフィルタを通じて排気中の粒子状物質（ＰＭ）が捕捉される。
各排気管４０Ｒ，４０Ｌには、各過給機２４Ｒ，２４Ｌの下流側且つ浄化機構４４Ｒ，４４Ｌの上流側に燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌがそれぞれ設けられている。これら燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌは、図示しない共通の燃料ポンプに接続されており、各排気管４０Ｒ，４０Ｌ内に燃料を所定の圧力をもって燃料を噴射する。これにより浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対する燃料添加が行われ、浄化機構４４Ｒ，４４Ｌの機能が再生される。これら燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌは内燃機関１０の制御部７０を通じて駆動制御される。
また、各排気管４０Ｒ，４０Ｌには、各過給機２４Ｒ，２４Ｌの下流側且つ燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌの上流側に温度センサ７４Ｒ，７４Ｌがそれぞれ設けられている。これら温度センサ７４Ｒ，７４Ｌによって浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに流れ込む排気の温度が検出される。また、温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの検出信号は制御部７０に取り込まれ、同制御部７０はその検出温度が高いときほど排気流量が多いと判断する。尚、こうした流排気量と検出温度との関係については実験等を通じて予め求められ、制御部７０のメモリ（図示略）に記憶されている。制御部７０は、温度センサ７４Ｒ，７４Ｌにより検出される排気温度、即ち排気流量に基づいて、燃料添加時期、即ち各燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌの開弁時期を設定する。
以下、この燃料添加にかかる制御について説明する。
図２は、排気温度Ｔとクランク角位相との関係を示している。本実施形態にかかる内燃機関１０はＶ型の気筒配列を有しており、同図に示されるように、各気筒＃１〜＃８の爆発（同図において破線を付したクランク角位相）が各バンク１２Ｒ，１２Ｌにおいて不等間隔で行われる。このため、各排気管４０Ｒ，４０Ｌにおける排気流量についてもその極大値は不等間隔に現れるようになる。また、例えば、気筒＃７及び気筒＃３における爆発や、気筒＃６及び気筒＃８における爆発のように、各バンク１２Ｒ，１２Ｌにおいて気筒の爆発間隔が短い場合には、前回の爆発（気筒＃７、気筒＃６の爆発）による排気流に、次の爆発（気筒＃３、気筒＃８の爆発）による排気流が重畳される現象が生じる。
従って、こうした状況下で燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌから浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対して適切な燃料添加を行うためには、実際の排気流量に即してその時期を設定するのが望ましい。このため、本実施形態では、温度センサ７４Ｒ，７４Ｌを通じて実際の排気流量を検出するとともに、その検出される排気流量が所定量以上となったときに燃料添加を実行するようにしている。
以下、この燃料添加にかかる一連の処理手順について図３のフローチャートを参照して詳細に説明する。制御部７０はこの一連の処理を所定の制御周期をもって繰り返し実行する。尚、以下の一連の処理は、各バンク１２Ｒ，１２Ｌについて各別に行われる。
まず、温度センサ７４Ｒ，７４Ｌによって浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに流れ込む排気の排気温度Ｔが検出される（ステップＳ１１０）。
次に、以下の条件１が成立しているか否か、具体的には排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。

条件１ Ｔ≧ＴＤ …（１）

この処理では、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上であることをもって各浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに流れ込む排気の流量が所定値以上であるか否かを判断するようにしている。
ここで、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上である場合、即ち排気流量が所定量以上である場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、対応するバンク１２Ｒ，１２Ｌの燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌが開弁駆動され、浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対して燃料添加が行われる（ステップＳ１３０）。即ち、第１のバンク１２Ｒについて、温度センサ７４Ｒにより検出される排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上である場合には、燃料添加弁５０Ｒから浄化機構４４Ｒに対して燃料添加が行われる。同様に、第２のバンク１２Ｌについて、温度センサ７４Ｌにより検出される排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上である場合には、燃料添加弁５０Ｌから浄化機構４４Ｌに対して燃料添加が行われる（図２では、この燃料添加の行われる期間が矢印で示されている）。そして、この一連の処理は一旦終了される。
一方、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ未満である場合、即ち排気流量が所定量未満である場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、燃料添加が実行されることなく、この一連の処理は一旦終了される。
上述した本実施形態の燃料添加制御によれば、以下の作用効果を得ることができる。
・排気流量の相関値として排気温度Ｔを排気管４０Ｒ，４０Ｌに設けられた温度センサ７４Ｒ，７４Ｌを用いて実際に検出し、浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対する燃料の添加時期をその検出結果に基づいて制御するようにした。従って、排気管４０Ｒ，４０Ｌにおける排気流量が機関運転状態に応じて多様に変化する場合であっても、その流量を適切に把握した上で添加時期を設定することができ、排気の流勢によって添加燃料を好適に浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対し供給することが可能になる。その結果、添加燃料が排気通路の壁面に付着するのを抑制しつつ、浄化機構の機能を好適に再生することができるようになる。
・更に、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上である期間、即ち燃料の添加時期を排気流量が所定値以上である期間に設定するようにした。従って、排気流量が十分に多い場合に燃料の添加を行うことにより、浄化機構４４Ｒ，４４Ｌの機能をより好適に再生することができ、添加される燃料が排気管４０Ｒ，４０Ｌの内壁に付着する現象についてもこれを好適に回避することができる。
・排気管４０Ｒにおいては第１のバンク１２Ｒの気筒＃１，＃３，＃５，＃７、また、排気管４０Ｌにおいては第２のバンク１２Ｌの気筒＃２，＃４，＃６，＃８から間欠的に排出される排気が合流しそれらが重畳するため、その流動状態が複雑になる傾向がある。この点、本実施形態によれば、こうした排気管４０Ｒ，４０Ｌについても、その排気流動状況を把握した上で適切な添加時期を設定することができる。
・その他、本実施形態では、左右バンク１２Ｒ，１２Ｌの排気管４０Ｒ，４０Ｌに対してそれぞれ燃料を添加する必要があるが、適切な添加時期を設定してその重なりを極力回避することが可能になる。従って、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌに燃料を供給する共通の燃料ポンプについてその大型化や燃料を添加する際における噴射圧の低下を抑制することができるようになる。
・また、燃料添加についてはこれを、例えば内燃機関１０の各気筒＃１〜＃８に設けられている燃料噴射弁１４から排気行程中に燃料を噴射することにより行うこともできるが
、本実施形態では排気管４０Ｒ，４０Ｌに設けられた燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌを通じて行うようにした。従って、各気筒＃１〜＃８に燃料噴射を行うことによる制約を受けることなく、同燃料噴射とは各別に浄化機構４４Ｒ，４４Ｌへの燃料添加を行うことができる。
（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
本実施形態では、燃料添加時期が排気流量が所定量以上となる期間であることに加え、更に排気流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期となるようにこれを設定している点が上述した第１の実施形態の燃料添加にかかる制御と異なっている。以下、この相違点について説明する。
本実施形態では、図３のフローチャートに示される一連の処理において、ステップＳ１２０及びステップＳ１３０の各処理との間に更に図４に示される処理を追加するようにしている。
即ち、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上である旨判断された場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、次に以下の条件２及び条件３が共に成立しているか否かが判断される（ステップＳ１２５）。尚、以下の各条件式（２），（３）において、「Ｔ（ｎ）」は今回（ｎ制御周期）検出された排気温度を示し、「Ｔ（ｎ−ｉ）」は（ｉ）制御周期前に検出された排気温度、「Ｔ（ｎ−ｊ）」は（ｊ）制御周期前に検出された排気温度を示している。

条件２ Ｔ（ｎ−ｉ）−Ｔ（ｎ−ｊ）＞０ …（２）
条件３ Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−ｉ）＜０ …（３）
ｊ＞ｉ≧１ 「ｊ」，「ｉ」はともに整数（例えばｊ＝２、ｉ＝１）

これら各条件２，３が共に満たされた場合には（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、排気温度Ｔが上昇傾向から低下傾向に移行しており、排気流量についてみると、これが増大傾向から減少傾向に切り替わる時期、即ち排気流量が極大となる時期である旨判断される。そして、この場合には、ステップＳ１３０の処理において、上述したように対応するバンク１２Ｒ，１２Ｌの燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌが開弁駆動され、浄化機構４４Ｒ，４４Ｌに対して燃料添加が行われる。
一方、各条件２，３のいずれか一方が満たされていない場合には（ステップＳ１２５：ＮＯ）、燃料添加は実行されず、今回の一連の処理は終了される。即ち、本実施の形態では、排気温度Ｔが所定温度ＴＤ以上の期間であっても、同温度が極大値でない場合には燃料添加が行われないこととなる。
以上説明した本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態における作用効果に加えて更に以下の作用効果を得ることができる。
・排気温度Ｔの変化態様に基づいて排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わるのを検出し、その時期、即ち排気流量が極大となるときに燃料添加が行われるため、浄化機構の機能をより一層好適に再生することができるようになる。
以上、本発明の各実施形態について説明したがこれら実施形態はその構成を以下のように変更することもできる。
・上記第２の実施形態では、排気流量が極大となるときに燃料添加を行うようにしたが、例えば、温度センサ７４Ｒ，７４Ｌと燃料の添加位置とが離間して設定されている場合には、排気の流動を考慮して燃料添加時期を設定するようにしてもよい。具体的には、排
気流量が極大となる時期と燃料添加時期との間に時間間隔を設ける、といった構成を採用することもできる。
・具体的には、例えば、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌがそれぞれ温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの下流側に所定距離Ｌ離間して設けられ、その所定距離Ｌによる影響が無視できない場合には、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌによる燃料の添加時期を前記排気流量が極大値となる時期よりも遅い時期に設定するのが望ましい。また、この場合、所定距離Ｌ及び機関運転状態から求められる排気流速Ｖに基づき、この遅れる時期Ｌ／Ｖを算出し、これに基づいて、（温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの極大値検出時期）＋（Ｌ／Ｖ）といった態様で燃料添加時期を設定するのが好ましい。
・また一方、例えば、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌがそれぞれ温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの上流側に所定距離Ｌ離間して設けられ、その所定距離Ｌによる影響が無視できない場合には、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌによる燃料の添加時期を前記排気流量が極大値となる時期よりも早い時期に設定するのが望ましい。また、この場合、排気流量が極大値となる時期を学習するとともに、所定距離Ｌ及び機関運転状態から求められる排気流速Ｖに基づき、この遅れる時期Ｌ／Ｖを算出し、これに基づいて、（温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの極大値検出時期）−（Ｌ／Ｖ）といった態様で燃料添加時期を設定するのが好ましい。尚、上記排気流速Ｖの算出に際しては、機関回転速度や吸気量、或いはそれら双方に基づいてこれを推定することができる点については、燃料添加弁５０Ｒ，５０Ｌが温度センサ７４Ｒ，７４Ｌの上流側或いは下流側に設置されるいずれの場合においても同様である。
・上記各実施形態では、排気流量が所定量以上であり且つ同排気流量が極大値となる時期に基づいて燃料添加時期を設定するようにしたが、例えばこれを排気流量が極大値となる時期のみに基づいて設定することもできる。
・上記各実施形態では、燃料添加量を一定に設定する例について説明したが、例えばこの燃料添加量を機関運転状態の他、排気流量に基づいて可変設定することもできる。具体的には、排気流量が多いときほど燃料添加量する一方、排気流量が少ないときにはこの燃料添加量を減量するようにするのが望ましい。
・上記各実施形態では、浄化機構がその内部に還元触媒及びフィルタを有している例を説明したが、浄化機構には、単にフィルタのみ、或いは触媒のみを設けることもできる。
内燃機関及びその周辺機構の概略を示すブロック図。 排気温度とクランク角位相との関係を示すグラフ。 第１実施形態による処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態による処理手順を示すフローチャート。
符号の説明
１０…内燃機関、１２Ｌ，１２Ｒ…バンク、４４Ｌ，４４Ｒ…浄化機構、５０Ｌ，５０
Ｒ…燃料添加弁、７０…制御部（制御手段）。

Claims (11)

  1. 排気通路の浄化機構に燃料を添加してその機能を再生する内燃機関の排気浄化装置において、
    前記排気通路に設けられ同排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するセンサと、
    前記センサの検出結果に基づき前記燃料の添加時期を制御する制御手段と
    を備えるとともに、同制御手段は前記センサの検出結果に基づいて前記排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期に前記燃料の添加時期を設定する
    ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  2. 排気通路の浄化機構に燃料を添加してその機能を再生する内燃機関の排気浄化装置において、
    前記排気通路に設けられ同排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するセンサと、
    前記センサの検出結果に基づき前記燃料の添加時期を制御する制御手段と
    を備えるとともに、同制御手段は前記検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期と前記燃料の添加時期との間に時間間隔を設ける
    ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  3. 請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記燃料添加は内燃機関の排気通路において前記浄化機構の上流側に設けられた燃料添加弁により行われ、同燃料添加弁は前記排気通路において前記センサの下流側に設けられるものであり、
    前記制御手段は前記燃料添加弁による燃料の添加時期を前記検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期よりも遅い時期に設定する
    内燃機関の排気浄化装置。
  4. 請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記燃料添加は内燃機関の排気通路において前記浄化機構の上流側に設けられた燃料添加弁により行われ、同燃料添加弁は前記排気通路において前記センサの上流側に設けられるものであり、
    前記制御手段は前記検出される排気の流量についてその変動傾向を学習するとともに前記燃料添加弁による燃料の添加時期をその学習結果に基づいて同排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期よりも早い時期に設定する
    内燃機関の排気浄化装置。
  5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の浄化装置において、
    前記センサにおいて検出される排気の流量が増大傾向から減少傾向に切り替わる時期と前記燃料の添加時期との間に時間間隔を設け、前記制御手段は、機関回転速度及び吸気量に基づいて予測排気流量を算出し、同予測排気流量と前記センサ及び燃料添加弁の間の距離とに基づいて前記時間間隔を決定する
    内燃機関の排気浄化装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の浄化装置において、
    前記制御手段は前記センサの検出結果に基づいて排気の流量が所定量以上であるか否かを判断するとともに、前記燃料の添加時期を前記排気の流量が所定量以上である期間に設定する
    内燃機関の排気浄化装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記センサは前記排気通路を流れる排気の温度を前記流量の相関値として検出するものである
    内燃機関の排気浄化装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記浄化機構は還元触媒である
    内燃機関の排気浄化装置。
  9. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記浄化機構は排気中の粒子状物質を捕捉するフィルタである
    内燃機関の排気浄化装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記センサは前記内燃機関の各気筒の排気が集合する集合排気通路を流れる排気の流量又はその相関値を検出するものであり、
    前記燃料添加は前記集合排気通路内になされる
    内燃機関の排気浄化装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、
    前記内燃機関はＶ型の気筒配列を有するものであり、前記集合排気通路は前記内燃機関の左右バンクに対応して各別に設けられ各バンクの気筒の排気が集合するものである
    内燃機関の排気浄化装置。
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